历史编译稿：本文保留原稿的科学人物叙事。英文资料来源为Famous Scientists；具名作者及译者未能从导出稿中核实，原发表日期待核实。
1900年12月14日，德国柏林大学教授马克斯·普朗克（Max Planck）提出了著名的“普朗克公式”，这一天通常被视为量子物理学诞生的标志。
1911年，英国物理学家欧内斯特·卢瑟福（Ernest Rutherford）提出了著名的“卢瑟福原子模型”，他认为：原子的质量几乎全部集中在直径很小的核心区域—原子核，电子在原子核外绕核作轨道运动。
1913年，创造性地把“普朗克量子学说”和“卢瑟福原子模型”结合起来的物理学家尼尔斯·玻尔（Niels Bohr），在原子结构研究中提出了新的理论。
1922年，因为在原子结构理论方面的贡献，丹麦物理学家尼尔斯·玻尔被授予当年度的诺贝尔物理学奖。后来，他将自己的诺贝尔金质奖章捐出，用于支持芬兰战争期间的援助。
物理天才的学术启蒙
尼尔斯·亨利克·戴维·玻尔（Niels Henrik David Bohr）于1885年10月7日出生在丹麦的首都哥本哈根。他出生在一个显赫的上层家庭，在三个孩子中排行第二。
他的父亲是Christian Bohr，一位出色的生理学教授，曾两次被提名诺贝尔奖。他的母亲是Ellen Adler，一位富有的丹麦政治家的女儿。
他的父亲在路德教家庭长大，母亲在犹太教家庭长大。尼尔斯六岁时受洗成为路德教徒，以取悦他的一位祖母。
尼尔斯的父母极为重视孩子们的教育。尼尔斯小时候一直在家里接受教育，直到7岁前往加梅尔霍姆文法学校接受正式教育。这所学校既是一所小学，也是一所中学。它有严格的纪律，督促学生努力学习。
尼尔斯的父亲会把哥本哈根大学的同行教授带回家，孩子们被允许聆听父亲与教授们的谈话，谈话内容广泛，包括科学、哲学和艺术。
尼尔斯擅长学校里的大多数的科目，唯独在自己的母语丹麦语方面却相当薄弱。虽然他喜欢说话，但他完全不喜欢写文章。他在数学方面有卓越的天赋，却越来越被科学所吸引。
尼尔斯对物理学特别感兴趣，十几岁的时候就开始纠正学校物理教科书中的错误。
他的父亲意识到尼尔斯有潜力成为一名杰出的科学家。但是尼尔斯的父母都不希望他们的儿子在成长过程中兴趣狭窄。他们希望尼尔斯在文化和体育方面同样能受到良好的教育。
尼尔斯的父亲特别热衷于德国作家歌德的作品，定期给孩子们背诵大段的《浮士德》。尼尔斯的父亲也喜欢足球，并鼓励儿子们在学校里踢球。
1903年，17岁的尼尔斯从高中毕业。同年晚些时候，他开始在哥本哈根大学学习天文学、化学和数学，主修物理学。
1905年2月，尼尔斯正在攻读学士学位时，丹麦皇家科学院宣布将为关于测量液体表面张力方法的最佳论文颁发一枚金质奖章。这是一个为有经验的科学家而不是本科生设立的奖项。尼尔斯意识到自己在物理学方面的实力不断增强，而且雄心勃勃，所以他决定参加这个比赛。
尼尔斯很幸运，有一名教授做父亲。他的父亲允许他在自己的生理学实验室做实验。尼尔斯用了几个月的时间，他在夜里独自痴迷地工作，制作设备，用它来形成水柱并进行测量。
1906年10月底，尼尔斯提交了论文，这篇足够精彩的论文帮助他赢得了金奖。对于一名本科生来说，这是一个了不起的成就。尼尔斯与比他大11岁的佩德·佩德森（Peder Pedersen）分享了这一奖项，后者很快成为电气工程教授。
尼尔斯·玻尔于1907年毕业，获得学士学位。
风起云涌的物理时代
1907年~1911年，玻尔获得了物理学的硕士和博士学位。此后，玻尔开始把注意力转移到研究金属中的电子运动。
对于物理学而言，这是一个重要发现层出不穷的时代。
·1897年，玻尔12岁，J.J. 汤姆逊（J. J. Thomson）发现了电子。
·1898年，欧内斯特·卢瑟福（Ernest Rutherford）通过铀元素的放射性实验发现了α和β粒子。
·1905年，阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein），在他的奇迹之年释放了一连串的新想法，写了四篇改变世界的论文：布朗运动、质量和能量的等价性、光电效应和狭义相对论。
·1911年，欧内斯特·卢瑟福提出了核式原子模型。
此时，玻尔被授予奖学金前往海外进行为期一年的博士后学习，并有幸加入英国剑桥大学教授J.J.汤姆逊的卡文迪许实验室。他于1911年10月抵达英国。
那一年玻尔26岁，与汤姆逊的相识却不算愉快。年轻的物理学家与汤姆逊第一次见面时，就指着一本书中的一个观点说“这是错误的”，而这本书正是由汤姆逊撰写的。也许这不愉快的第一次见面并没有造成太大影响，但玻尔发现他很难专注于卡文迪许实验室的工作中，因为这项研究工作并不吸引他。
1911年底，玻尔遇到了另一位伟大的物理学家：欧内斯特·卢瑟福。卢瑟福的实验室在曼彻斯特大学，他问卢瑟福自己是否能转赴那里与他一起工作。卢瑟福同意了，玻尔也得到了汤姆逊的首肯。
1912年3月，玻尔乘坐火车前往曼彻斯特，在那里他将遇到人生中最重要的一位朋友。
卢瑟福因其在放射性物质方面的工作而获得了1908年的诺贝尔化学奖。1911年，他提出了核式原子模型。尽管卢瑟福声望很高，但他关于原子是由一个微小的、非常密集的、带正电的原子核包围着带负电的电子的看法，却没有得到其他物理学家的热情响应。
玻尔对卢瑟福提出的原子模型越来越有兴趣，特别是其中电子的行为，这是他博士论文的研究主题。
玻尔和卢瑟福成为了关系亲近的朋友，在未来的几年里，他们携自己的妻子一起度过了快乐的假期。
1912年秋天，玻尔回到了丹麦，此时他有了两个很重要的研究想法。首先，他想了解原子中电子的行为。
其次，他决心把卢瑟福作为自己需要学习的物理学家的榜样。玻尔认为卢瑟福在工作中无限的能量、热情和学识非常具有启发性。此外，他还高度认同卢瑟福实验室的研究氛围。他希望有一天能在哥本哈根建立一个同样出色的研究小组。
玻尔原子结构理论的诞生
玻尔回到了哥本哈根大学并担任教师工作。
同时，他的理论物理研究开始侧重于了解电子在原子中的位置。
玻尔认为卢瑟福提出的原子模型理论存在违背经典物理学的地方。根据卢瑟福提出的原子模型：带负电的电子必须辐射能量，并向正电的原子核靠近。在博士论文中玻尔就写道：这是无法用经典物理学来解释的原子行为。
因此他把目光投向了马克斯·普朗克（Max Planck）和阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）的新量子物理学。
量子物理学已经确定：当一个物体辐射热或光波时，其发射不是连续的，而是以不同的波能包的形式出现。
爱因斯坦把这些不同的能量包称为光量子，后来普遍称为光子。像所有的波一样，光子有速度、频率和波长。
普朗克推断，一个光子所携带的能量可以通过两个数字的相乘而得到。这两个数字是光的频率和一个我们现在称为普朗克常数的数字。普朗克公式是：E=hf，其中E是能量，h是普朗克常数，f是频率。
对于频率f的单个光子，其能量为E=hf；量子数目取整数，因此给定频率的辐射模交换能量以hf为单位。能量单位是hf而非h，不同频率的光子能量也不同，不能说所有光子只能携带同一数字的整数倍能量。
但是无论玻尔如何努力工作，阅读了多少文献，与同事讨论了多少问题，他都无法找到一种方法用量子理论来解释电子在原子中的行为。
1913年2月，玻尔取得了突破性进展，因为他听说了巴耳末系和巴耳末公式。
1885年，瑞士数学家约翰·巴耳末偶然发现了一个数学公式，该公式预测了氢原子谱线的波长以及光谱的颜色。这个公式没有任何理论基础，但它就是起作用了！
玻尔将普朗克公式以及电子质量、电荷等重要数值代入巴耳末公式中。
玻尔得到的计算结果简单来说：就是一个原子，它可以被描述成一个小小的太阳系。就像行星围绕太阳运行一样，电子在固定轨道上围绕原子核运行。一个电子离原子核越远，能量就越高。与行星不同的是，不止一个电子可以共享一个围绕原子核的轨道。
长期以来，科学家们一直想知道物质是如何吸收和发射光的。玻尔的新原子模型提供了解释。
玻尔说，电子被限制在特定的圆形轨道上，但可以通过吸收光从低能级跳到高能级。它们也可以做相反的事情，通过发射光从高能级降落到低能级。
在经典物理学中，电子可以有任何能量。而在量子物理学中，电子被限制在固定能量的既定轨道上。其他电子的能量是被禁止的。
当一个电子吸收能量时，它就进行了一次量子跃迁，从一个轨道上消失，出现在一个更高能量的轨道上，穿过了一个禁区。当一个电子失去能量时，它会从一个更高能量的轨道上消失，出现在一个被禁区隔开的低能量的轨道上。
量子理论“解释”了为什么电子在落入原子核时不会辐射掉它们的能量，因为这个过程是被禁止的：原子核不是电子允许的能量轨道。
量子理论还解释了原子的光谱，表明光谱中的颜色与原子中电子轨道的能量有关。
量子化学的开拓者
玻尔认为：元素的化学性质主要取决于其占据的最高能级的电子的行为—这些电子被称为价电子。这样一来，他解释了周期表的大部分结构，并创立了一门新的学科—量子化学。
1912年，那时许多科学家甚至还没有完全认同卢瑟福提出的原子模型。1913年，玻尔将数学与他强大的物理直觉结合起来，确定了电子围绕原子核的运动路径。
虽然他的理论只适用于有一个电子的原子—也就是说氢或电离氦，但是玻尔的研究是打开量子世界大门的关键一步。此后，量子世界很快就被勤奋的物理学家们淹没了，他们急切地探索着它的奇异角落。
20世纪20年代，维尔纳·海森堡和埃尔温·薛定谔提出了一个新的量子观点，他们的理论对电子在原子中的位置进行了修正。
玻尔在1913年发表了三篇著名的量子论文。此后，作为一名物理学家，他的声誉在量子世界有了质的飞跃。他在德国哥廷根大学（数学世界的中心）举办了研讨会，接受了欧内斯特·卢瑟福的邀请，回到曼彻斯特大学担任高级学术研究职务。
虽然第一次世界大战的爆发使局势变得复杂，但玻尔从1914年至1916年一直在曼彻斯特大学工作。
1916年，玻尔回到了哥本哈根大学，成为该大学的第一个理论物理学主任。他筹集资金建立了一个理论物理研究机构，作为大学的一部分，仿照卢瑟福的研究小组。维尔纳·海森堡和其他几个新量子力学的研究员在该研究机构的领导下继续推进他们的研究。
直至今日，哥本哈根理论物理研究所（现改名为尼尔斯·玻尔研究所）仍奋进在物理科学的最前沿。
1922年，玻尔因其1913年在原子结构方面的研究工作而被授予诺贝尔物理学奖。
对尼尔斯·玻尔来说，科学研究更像是一个继承、打破并创造的过程。
这位来自丹麦的物理学家，明确意识到了经典理论在阐明微观现象方面的严重缺陷，创造性地结合了普朗克的量子理论与卢瑟福的原子核概念，提出了行星轨道模型，成为了那个人才辈出的物理学时代闪闪发光的耀眼新星！
由尼尔斯·玻尔倡导、于1921年正式开放的哥本哈根理论物理研究所，成为量子理论讨论与发展的重要场所。在这里以及其他机构工作的科学家们共同推动了矩阵力学、不确定性原理与量子力学统计解释的发展，为现代物理学的革命作出了卓越贡献。
天才已逝，但功勋长存！
原文链接：
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资料来源：《Famous Scientists》
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编辑说明
编辑说明：将卢瑟福核式模型年代统一为1911年、研究所正式开放年更正为1921年，并纠正原中文对巴耳末公式代入方向的误译。E=hf中h的量纲是作用量，不能直接当作能量量子；量子为给定频率的hf。“光子”是后来采用的称呼。玻尔轨道是历史原子模型，不能当作现代电子的真实行星式路径；量子理论的发展由多个研究者与机构共同完成。奖章捐献细节保留为原稿叙事，未由导出时间推定年份。
补充参考资料
来源与编辑记录
根据博士科普公众号完整历史文章导出恢复。
校订说明：编辑说明：将卢瑟福核式模型年代统一为1911年、研究所正式开放年更正为1921年，并纠正原中文对巴耳末公式代入方向的误译。E=hf中h的量纲是作用量，不能直接当作能量量子；量子为给定频率的hf。“光子”是后来采用的称呼。玻尔轨道是历史原子模型，不能当作现代电子的真实行星式路径；量子理论的发展由多个研究者与机构共同完成。奖章捐献细节保留为原稿叙事，未由导出时间推定年份。
